Продолжение цикла статей, представляющих собой перевод глав книги британского историка авиации Ральфа Пеграма.
Хотя проект моноплана 4/27 не получил финансирования со стороны Министерства авиации, в компании Supermarine решили продолжить его разработку на собственные средства. Концепция летающей лодки была пересмотрена: это должен был стать не коммерческий авиалайнер, а воздушная яхта для сверхбогатых. Корпус того, что теперь называлось трехмоторной воздушной яхтой-монопланом (3-Engined Monoplane Air Yacht) с проектным обозначением «B», появилось на чертёжных досках команды разработчиков и повторял корпус летающей лодки Southampton Mark X. По форме они были похожи, но воздушная яхта имела длину 64 фута (19,5 м) по сравнению с 50 футами (15,2 м) у Mark X. Корпус воздушной яхты также подвергся процессу упрощения за счет максимального использования плоских пластин, усиленных внешними стрингерами. Крыло теперь имело простую прямоугольную форму с квадратными законцовками; основу силового набора крыла составляли два лонжерона, а в качестве обшивки использовалось полотно. В крыле использовался аэродинамический профиль Clark Y.
Конструкция стабилизаторов-спонсонов доставила компании Supermarine массу хлопот. В рамках процесса упрощения Реджинальд Митчелл в качестве отправной точки решил отказаться от трапециевидностей всех поверхностей крыльев и оперения. Затем Реджинальд Митчелл рассмотрел два альтернативных проекта, в основе каждого из которых было использование стабилизаторов-спонсонов с толстым аэродинамическим профилем. В первом проекте стабилизаторы-спонсоны были установлены с относительно небольшим углом атаки и имели редан на нижней поверхности, выровненный с реданом на глиссирующем днище. Во втором проекте стабилизаторы-спонсоны были без редана, но имели увеличивающееся снижение задних двух третей аэродинамического профиля, в результате чего в районе кромок стабилизаторов-спонсонов опускались вниз.
Обе эти альтернативы, а также несколько других проектов были протестированы в виде моделей в опытовом бассейне воды компании Vickers, Сент-Олбанс, – сооружении, построенном для тестирования корпусов судов и ставшем ценным ресурсом компании Supermarine после поглощения последней концерном Vickers. Длина опытового бассейна составляла 410 футов (125 м), ширина – 21 фут (6,4 м), а глубина варьировалась от 10 футов 6 дюймов (3,2 м) до 12 футов (3,7 м). Тестируемая модель удерживалась в буксируемой раме, которая ограничивала поперечные перемещения, но позволяла свободно изменять свое положение в вертикальной плоскости и по тангажу. Реджинальд Митчелл активно использовал опытовый бассейн при проектировании поплавков для гоночного гидросамолета Supermarine Rolls-Royce S.6, предназначенного для участия в шнейдеровских гонках, запланированных на сентябрь 1929 года.
Оказалось, что характеристики различных протестированных моделей значительно отличаются друг от друга, и потребовалось много экспериментов, в которых необходимо было учитывать большое количество факторов: продольное расположение, угол атаки, размах, уменьшение толщины и длины хорды, а также тип редана. Особые проблемы возникли с стабилизаторами-спонсонами, которые отрицательно взаимодействовали с волной, создаваемой продвигающимся вперед носом лодки, особенно при моделировании условий перегрузки. В конце концов, одна из самых простых компоновок обеспечила наилучший баланс эксплуатационных характеристик: отсутствие сужения и уменьшения толщины, редан по всему размаху и малый угол атаки.
В начале 1930 года летающие лодки Air Yacht и Southampton Mark X были, наконец, готовы к своим первым полетам. Летающая лодка Air Yacht была представлена прессе в середине февраля 1930 года как во дворе завода в Вулстоне, так и на воде.
В этот момент стало известно, что А.Э. Гиннесс, пивоваренный магнат и известный инвестор в авиацию, заказал воздушную яхту для замены своей летающей лодки Supermarine Solent. Радикальное изменение методов проектирования компании Supermarine, произошедшее с момента создания летающей лодки Solent, было очевидно. Крыло имело постоянную длину хорды и квадратные законцовки; моторные гондолы были установлены таким образом, что линия тяги двигателей находилась чуть выше линии средней аэродинамической хорды крыла. Двигатели Armstrong Siddeley Jaguar были заключены в снижающие лобовое сопротивление кольца Тауненда. Стабилизатор и трухкилевое вертикальное оперение, которые на летающих лодках Southampton были установлены на элегантно изогнутой задней части корпуса, были сведены до простых прямоугольных форм. В целом самолет выглядел скорее функциональным, чем изящным, но внешность может быть обманчивой.
После того, как летающая лодка Air Yacht была спущена на воду для начальных рулежных испытаний, стало ясно, что во время испытаний в опытовом бассейне был упущен из виду один важный фактор: ограничения движения буксировочной рамы не допускали поперечных перемещений и крена. Статические испытания модели показали, что будет обеспечена достаточная устойчивость по крену, что соответствовало расчетным значениям, но опыт эксплуатации самолета во время рулежек показал, что в реальном мире встречаются совсем другие условия, и даже несколько градусов крена, вызванные боковым ветром или крутящим моментом двигателя, сделают способность стабилизаторов восстанавливать вертикальном положении неэффективной.
Проверки на неподвижном самолете соответствовали результатам расчетом и испытаний модели. Установка удлинителей на законцовки стабилизаторов-спонсонов, которые удвоили их статическую устойчивость, оказалась совершенно неэффективной во время движения.
В результате этого опыта буксировочная рама опытового бассейна компании Vickers была модифицирована, чтобы обеспечить возможность выполнять крен, а также возможность буксировки модели с применением различных величин кренящего момента. Когда испытания модели возобновились, вскоре было обнаружено, что критическая точка находится на масштабном эквиваленте скорости в 10 узлов (18 км/ч), поэтому большинство испытаний затем проводились на этой скорости. В худшем случае кренящий момент, который в неподвижном состоянии создавал крен всего в 1 градус, заставлял модель опрокидываться и переворачиваться на скорости 11 узлов (20 км/ч). К счастью, во время испытаний самолета такой ситуации не возникало.
Небольшой подъем носовых частей стабилизаторов-спонсонов для предотвращения воды через них не дало существенного улучшения и фактически снизило устойчивость. Окончательное решение, во многом компромиссное, состояло в установке небольшого клина у редана стабилизатора-спонсона у его законцовки. Рассказ Митчелла об этих испытаниях, который он представил на конференции в сентябре 1930 года, ясно говорит об этой модификации, а чертежи модели, представленные компанией Supermarine, показывают конфигурацию. Однако, похоже, нет никаких фотографий, показывающих, что клин или подводное крыло когда-либо были установлены на летающей лодке.
Когда в феврале 1930 года летающая лодка была впервые представлена прессе, то на фотоснимках видно, что она оснащена стабилизаторами-спонсонами первоначальной конструкции с реданом вдоль всей нижней поверхности. На всех более поздних фотографиях видно, что самолет был оснащен стабилизаторами-спонсонами с нижней поверхностью без редана и с плоской задней частью; возможно, была восстановлена концепция опущенной задней кромки, которую первоначально предлагал Реджинальд Митчелл. Измененная конструкция стабилизатора-спонсона была разработана в течение лета, и на чертежах общего вида, датированных октябрем 1930 года и содержащих в себе схему самолета в трех проекциях, также показан этот профиль.
Все эти задержки с решением проблемы управляемости на воде и последующие поездки на завод для проведения доработок серьезно задержали полное тестирование самолета, и только в мае 1931 года летающая лодка, оснащенная тремя 525-сильными двигателями Armstrong Siddeley Panther, была отправлена в MAEE для испытаний на получение сертификата летной годности (Certificate of Airworthiness – CofA).
В середине испытаний из строя вышел правый стабилизатор-спонсон, а во время проверки было обнаружено, что левый стабилизатор-спонсон также был изношен. В компании Supermarine был произведен
После всех изменений летающая лодка Air Yacht нормально управлялась на воде, но во время взлета кренилась на правый борт. Также было обнаружено, что не мог удерживать высоту на двух работающих двигателях. Летные характеристики были оценены как более худшие по сравнению с характеристиками других летающих лодок; в первую очередь снижение летных характеристик обуславливалось лобовым сопротивлением. Что касается сертификата летной годности, то он был выдан 22 декабря 1931 года.
Неясно, принял ли Гиннесс летающую лодку или нет. Некоторые источники положительно отвечают на это вопрос, тогда как другие отрицательно. Самолет, несомненно, был значительно тяжелее, чем предполетные расчеты, и поэтому Гиннесс имел полное право отказаться от летающей лодки Air Yacht если бы он захотел. Известно точно, что в документах регистрации гражданских самолетов Гиннесс не указан в качестве владельца самолета. С самого начала летающая лодка Air Yacht эксплуатировалась с номером гражданской регистрации G-AASE, но только с 8 октября 1932 года, согласно документации, самолет был официально зарегистрирован, а владельцем была миссис Джун Джуэтт Джеймс (Mrs June Jewett James).
Представляется более вероятным, что она приобрела летающую лодку Air Yacht непосредственно у компании Supermarine. 25 января 1933 года, во время путешествия по Средиземному морю, по время посадки в заливе Салерно самолет перешел в режим сваливания. Консоль крыла самолета получила очень серьезные повреждения, ремонт которых экономически не был оправдан.
В конце 1929 года в рекламные материалы компании Supermarine и в подробности, касающиеся летающей лодки Air Yacht, вошли чертежи гражданской версии проекта моноплана 4/27 с тремя двигателями Bristol Jupiter, а не упрощенной версии самолета с двигателями Jaguar, разработка которой в то время близилась к завершению. Воспринимайте это как хотите.
Наконец, в феврале 1932 года компания Supermarine подготовила схему, показывающую летающую лодку Air Yacht, которая была переоборудована из гражданского варианта в военный. Военная версия Air Yacht по типу летающей лодки Southampton получила оборонительные позиции в корпусе и бомбодержатели на подкосах, соединявших крыло со стабилизаторами-спонсонами. Таким образом, конструкция летающей лодки сделала полный круг и вернулась к своему первоначальному назначению, определенному в Спецификации 4/27.
Летающая лодка Southampton Mark X и её потомки
Несмотря на то, что конструкция летающей лодки Southampton Mark X была более традиционной, чем у летающей яхты, она оказалась почти таким же проблемной, как и Air Yacht.
Проектные работы по полному перепроектированию корпуса лодки стартовали в начале 1928 года, и к середине года они были завершены. Теперь листы обшивки бортов и днища корпуса должны были быть усилены заклепками на длинных внешних наплывах/стрингерах, изготовленных из экструдированного дюралюминия толщиной 12 или 14 вместо обычных внутренних стрингеров. Для этого необходимо было либо прорезать шпангоуты корпуса, чтобы полосы могли проходить сквозь них, либо сделать эти полосы состоящими из коротких участков.
Глиссирующее днище должно было быть изготовлено из нержавеющей стали, что стало еще одним новшеством для компании Supermarine. Однако на данном этапе не проводилось никаких работ по проектированию крыльев, которые также должны были быть металлической конструкции. У компании Supermarine были планы по производству металлических крыльев для летающих лодок Southampton II, но проектные работы по ним все еще находились на относительно ранней стадии, в то время как у компании Vickers был опыт производства больших металлических крыльев для бомбардировщика Virginia и других проектов.
После рассмотрения обоих вариантов руководство решило, что крылья для летающей лодки Southampton Mark X будут спроектированы и изготовлены компанией Vickers и что этой работе было присвоено проектное обозначение Vickers Type 171. Это не только рассматривалось как прагматичное решение потенциального узкого места в конструкции летающей лодки, но и позволило бы двум проектным группам научиться работать одной командой. Однако, судя по датам на чертежах, до середины 1929 года работы по этим крыльям не велась. К этому времени в компании Supermarine изготовили собственные металлические крылья для Southampton II и, вполне вероятно, если бы не загрузка другими работами, то самостоятельно справились бы с крыльями для Mark X.
Также в середине 1929 года в компании Supermarine вновь занялись перепроектированием корпуса летающей лодки Project Type 171. На этот раз передняя и задняя оконечности корпуса лодки стали выглядеть более похожими на оконечности летающей лодки Southampton Development. Внутренняя конструкция корпуса была аналогична описанной ранее.
В то время как в компании Supermarine перепроектировали корпус, в компании Vickers проектировали и изготавливала крылья. Объединенная команда приняла решение, что летающая лодка будет полуторапланом, хотя остается неясным, почему была выбрана данная схема, поскольку ранее ни одна из команд не использовала эту компоновку ни для одного из своих ранее изготовленных самолетов. Внутренняя конструкция металлических крыльев следовала практике Vickers с двумя лонжеронами и со сварными нервюрами. Центроплан нижнего крыла крепилась болтами непосредственно к верхней части корпуса, в то время как внешние консоли в отличие от предыдущих летающих лодок компании Supermarine, не соединялись с корпусом стойками.
Центроплан верхнего крыла соединялся с нижним крылом и корпусом системой вертикальных и перевернутых V-образных стоек, которые образовывали крепления для трех гондол двигателей. Внешние консоли большого размаха поддерживались длинными наклонными межкрыльевыми стойками, поднимавшимися от оснований внешних моторных рам. Поскольку эти стойки были значительной длины, они сами были усилены дополнительными небольшими наклонными стойками, протянувшимися от середин длинных стоек к верхнему крылу. Это была не особо изящное техническое решение.
Подкрыльевые поплавки большего объема, чем считалось бы нормальным для летающей лодки таких размеров, были расположены под внешними опор двигателей и содержали в себе топливные баки. Силовая установка состояла из трех 430-сильных двигателей Armstrong Siddeley Jaguar VIC.
Из двух проектов на основе спецификации 4/27, в компании Supermarine посчитали, что Southampton Mark X имеет больший потенциал, и вскоре были рассмотрены варианты этого проекта. На раннем эскизе гражданской версии, не имевшей ни названия, ни даты, были изображены крылья и хвостовое оперение летающей лодки Mark X, соединенные с новым корпусом большой высоты и с закрытой кабиной пилота, расположенной на верхней поверхности фюзеляжа непосредственно перед нижним крылом. Почти наверняка данный проект датирован началом-серединой 1929 года, и к июню этот проект, носивший теперь обозначение Type 178 00, был заменен переделкой Mark X в гражданскую версию с открытой кабиной экипажа. Эта летающая лодка получила наименование Sea-Hawk.
К октябрю этот новый проект приобрел полноценный корпус гражданского авиалайнера, который, по словам сотрудников компании Supermarine самолет с расположенной спереди закрытой кабиной пилотов. В таком виде летающая лодка, получившая обозначение Sea-Hawk II, освещалась в статьях и рекламных проспектах. По сути, Sea-Hawk IIбыла прямым конкурентом летающей лодке Short Calcutta.
Летающая лодка Sea-Hawk II была спроектирована для перевозки от 10 до 20 пассажиров в зависимости от внутренней компоновки. Наименьшее количество пассажиров относилось к варианту, в котором половина внутреннего пространства была отведена для перевозки почты. Технические характеристики со временем менялись, но в конце 1929 года предполагалось, что самолет будет оснащен тремя 500-сильными двигателями Armstrong Siddeley Jaguar, которые обеспечивали максимальную скорость 130 миль в час (209 км/ч), крейсерскую скорость 105 миль в час (169 км/ч) и дальность полета 300 миль (483 км).
В последующие месяцы проект был доработан, чтобы учесть некоторые изменения, опробованные на летающей лодке Southampton Mark X, и по крайней мере до конца 1930 года в качестве модели присутствовал на выставочных стендах концерна Vickers.
В системе нумерации проектов компании Vickers летающая лодка Sea-Hawk была зарегистрирована как Type 178. Данный номер типа стал в этот период своего рода универсальным обозначением, используемым на ранней стадии проектирования для различных схем и проектов компании Supermarine. Некоторые из этих проектов в конечном итоге получили свои собственные уникальные номера типов и перешли на следующий этап – разработка рабочей документации. Проекту летающей лодки Sea-Hawkне было суждено войти в их число.
Другие проекты, разработанные на основе летающей лодки Southampton Mark X, включали в себя амфибию и вариант, оснащенный двигателями Rolls-Royce Kestrel.
Особенности конструкции и компоновка летающей лодки Southampton Mark X также были использованы в качестве основы для гораздо более крупной четырехмоторной летающей лодки, разработанной в октябре 1929 года под обозначением Type 180. Если Sea-Hawk можно считать ответом компании Supermarine на Short Calcutta, то Type 180 должен был соответствовать новой спецификации авиакомпании Imperial Airways, требовавшей создания четырехмоторной летающей лодки и опубликованной в сентябре того же года.
Компания Supermarine представила проект, который во многом был увеличенным вариантом летающей лодки Sea-Hawk. Силовая установка состояла из четырех радиальных двигателей воздушного охлаждения Armstrong-Siddeley Jaguar Mayor, установленных в моторных гондолах яйцевидной формы и установленных попарно друг за другом. Все двигатели вращали тянущие воздушные винты; поскольку задние двигатели должны были действовать в воздушном потоке от пропеллеров передних двигателей, то задние воздушные винты имели больший диаметр по сравнению с передними. Компанией были предложены две компоновки: первая как у гражданского варианта летающей лодки Southampton Mark X (Civil Mark X) с кабиной пилота на верхней части корпуса, а вторая как у лодки Sea-Hawk II.
В обоих случаях в салоне могли разместиться до 22 пассажиров, что в три раза превышало пассажировместимость Sea-Hawk II, и в дополнение к салону имелись отсеки для размещения почты и грузов. В стандартном варианте дальность полета должна была составлять 450 миль (724 км) при неторопливой крейсерской скорости 90 миль в час (145 км/ч). Компании Blackburn и Short также разработали проекты в ответ на требования спецификации авиакомпании Imperial Airways; победу одержала компания Short., получившая заказ на летающие лодки Short S.17 Kent.
Первый полет летающей лодки Mark X состоялся марте 1930 года вскоре после первого полета Air Yacht. Как раз в это же время авиакомпаниям были предложены проекты гражданских летающих лодок. Характеристики Mark X были далеки от впечатляющих, что, разумеется, было разочаровывающим для компании Supermarine, руководство которой планировало сделать основой для обширного семейства летающих лодок. В качестве решения проблемы началась срочная обширная программа модернизации и усовершенствования самолета.
Сначала двигатели были заменены на более мощные Armstrong Siddeley Panther, а затем на Bristol Jupiter. Двигатели были заключены в кольца Тауненда, но потом от этих капотов отказались. Большие поплавки были удалены и заменены на поплавки меньших размеров, которые были расположены ближе к законцовкам крыла, а топливные баки были теперь размещены под нижним крылом. Размах внешних консолей нижнего крыла был увеличен, что исключило компоновку полутораплана с последующими изменениями в системе межкрыльевых стоек. Наконец, была установлена закрытая кабина пилота. Было достигнуто незначительное улучшение летных характеристик, которого было недостаточно для возрождения проекта.
В попытке объяснить низкие летные характеристики самолета было заявлено, что он оказался значительно перегруженным по сравнению с предполетными оценками. В некоторых отчетах указывалось, что разница достигала между расчетными и фактическими значениями достигала 30%, чему вы равной степени способствовали корпус Supermarine и крылья Vickers.
Однако сравнение оценок компании Supermarine, сделанных в 1929 году до изготовления самолета, и данных после полета, опубликованных в 1932 году, не выявило никаких расхождений. Более того, массы всех моделей были схожи с массами летающих лодок Saunders Severn и Blackburn Sydney, которые были созданы в ответ на требования той же базовой спецификации. Без перспективы военного заказа семейство летающих лодок Mark X было фактически мертво.
Однако это была не совсем плохая новость, поскольку у конкурентов Mark X дела обстояли не лучше, их летные характеристики ы целом были сопоставимы. И Saunders Severn, и Blackburn Sydney показали себя разочаровывающе, и заказов на них не поступило. Также не было продаж летающей лодки Blackburn Nile – гражданской версии лодки Sydney. С другой стороны, с конца 1928 года началась эксплуатация летающих лодок Short Calcutta в составе авиакомпании Imperial Airways и их успех побудил Министерство авиации заказать военную версию Short Rangoon, которая совершила свой первый полет в сентябре 1930 года и вскоре после этого поступила на вооружение.
Доказанные возможности летающих лодок Singapore, Calcutta и Rangoon вывели компанию Short на передовые позиции в области проектирования более крупных летающих лодок, и Министерство авиации заказало компании создание прототипа четырехмоторной летающей лодки Singapore II, прототип которой поднялся в воздух в марте 1930 года. Это, в свою очередь, привело к дальнейшему развитию линейки машин и появлению Singapore III, 27 экземпляров которой были заказаны Королевскими ВВС в середине 1930-х годов. Компаниям Supermarine, Blackburn и Saunders, к этому времени Saunders-Roe, предстояло многое наверстать.
Официальная группа сайта Альтернативная История ВКонтакте
Телеграмм канал Альтернативная История
Читайте также:
👉 Подписывайтесь на канал Альтернативная история ! Каждый день — много интересного из истории реальной и той которой не было! 😉